Лазер помог получить кремниевые солнечные элементы с рекордной эффективностью

Кремниевые солнечные элементы — абсолютный лидер современного фотовольтаического рынка. Они отлично изучены, предсказуемы и стабильны. В то же время эффективность таких элементов практически перестала расти и последние несколько лет оставалась на уровне 26,1 процента.  

Удивить всех сумели специалисты из компании LONGI под руководством Гэнь Шуня Вана. Ученые сделали кремниевый солнечный элемент с рекордной эффективностью — 27,09 процента. О рекорде объявили в декабре прошлого года, но всех деталей о новом устройстве тогда не раскрыли. Соответствующая научная статья вышла в журнале Nature Communications только на прошлой неделе.

Ученые тщательно проанализировали данные о работе солнечных элементов и сделали вывод, что потери эффективности в основном происходят на двух этапах: во время поглощения света и в процессе рекомбинации электронов и дырок на нижней границе солнечного элемента.

Чтобы справиться с первой проблемой, на верхнюю часть нанесли антиотражающее покрытие на основе нитридов и оксидов кремния. А чтобы преодолеть рекомбинацию, авторы решили максимально снизить сопротивление нижнего контакта солнечного элемента. Для этого контакт текстурировали с помощью лазера.

В результате удалось превратить в электричество 27,09 процента всей энергии солнечного света. Более того, авторы предполагают, что это не предел и в ближайшее время можно ждать повышения эффективности до 27,7 процента. 

Ван и его коллеги работают в компании LONGI — одном из крупнейших мировых производителей кремниевых солнечных элементов. Можно надеяться, что их разработки уже в скором времени будут внедрены в массовое производство и солнечная энергия станет еще немного дешевле.